芳綸纖維合成方法

（1）界面聚合

反應(yīng)發(fā)生在有機(jī)相和水相的界面。由于該反應(yīng)過程通常在低溫常溫條件下進(jìn)行，因此適合于以光敏和熱敏二胺單體合成芳酰胺。本發(fā)明的方法是將酰氯溶解或分散在有機(jī)相中，二胺溶解或分散在水相中，通過攪拌反應(yīng)液可以得到高分子量聚合物，乳化劑可以促進(jìn)反應(yīng)。但由于聚合物的分子量較大，不適合于制備纖維膜。

（2）低溫溶液縮聚法

這是一種比較成熟的合成芳綸纖維的方法，目前Kevlar纖維主要是用這種方法合成的。將一定量的無水LiCl和吡啶N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液加入到裝有不銹鋼攪拌器并充有氮?dú)獾牟ＡЬ酆戏磻?yīng)器中。在室溫下加入對(duì)苯二胺。溶解后，用冰水降低溫度，然后加入化學(xué)計(jì)量的對(duì)苯二酰氯。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的粘度增加，導(dǎo)致凝膠化。向所得聚合物中加入少量水，用冷水和熱水洗滌多次，除去殘留溶劑和雜質(zhì)。干燥得到聚合物。將聚合物溶于濃硫酸中，加熱至75℃，形成向列型液晶溶液，并旋轉(zhuǎn)。

（3）Yamazaki膦酰法

1975年，Yamazaki提出使用活性較低的芳香二酸以及芳香二胺直接聚合的方法，避免使用酰氯合成芳綸。該題干中涉及到的合成過程正是使用該合成方法。該種聚合反應(yīng)一般在強(qiáng)極性酰胺類溶劑中進(jìn)行，使用芳香磷酸酯或者吡啶活化反應(yīng)。

(4) 酯交換反應(yīng)

日本帝人公司在合成芳綸的過程中使用了酯交換反應(yīng)。在二芳砜和具有兩個(gè)苯環(huán)或者萘環(huán)的醚或者碳?xì)浠锏拇嬖谙拢枷愣妓岫减ズ头枷阕宥愤M(jìn)行加熱縮聚反應(yīng)。

（5）鈀催化的酰胺化縮聚反應(yīng)

Schoengerg在1974年使用芳香族鹵代物、一氧化碳以及按在鈀催化下合成了酰胺化合物。隨后，1988年Imai等人將這種方法推廣到聚酰胺的合成上；Perry等人在1993年利用該種方法成功將無機(jī)碳資源轉(zhuǎn)化成了高分子材料，因此對(duì)碳中和具有較強(qiáng)的借鑒意義。

2.結(jié)構(gòu)改性

通常來說，芳綸的熔融溫度較高，溶解性較差，其原因在于芳綸大分子鏈剛性較高、分子間作用力較強(qiáng)，聚合物的結(jié)晶性高。因此通過結(jié)構(gòu)改性對(duì)芳綸分子主鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)可以有效地調(diào)節(jié)芳綸熔融溫度高和溶解性差的問題。

（1）聚合物主鏈中引入柔性結(jié)構(gòu)單元

在大分子主鏈中引入柔性基團(tuán)，例如醚鍵、硅鍵、亞甲基、羰基、異丙基或者六氟代異丙基等可以增加分子鏈的柔性，降低分子的結(jié)構(gòu)剛性，進(jìn)而提高聚合物的溶解性。但是柔性結(jié)構(gòu)的引入會(huì)導(dǎo)致聚合物分子耐熱性的降低。而含氟基團(tuán)的引入可以有效提高聚合物溶解性的同時(shí)，也增加了高分子的耐熱性能。

Hsiao等人利用含有三氟甲基和本機(jī)的雙酚單體為原料分別與對(duì)氯苯腈和對(duì)氯硝基苯發(fā)生親核取代反應(yīng)，堿性水解或者還原為含有醚鍵結(jié)構(gòu)的二元羧酸和二胺單體，縮合聚合成為具有醚鍵的芳綸。

聚合物為無定形結(jié)構(gòu)，具有良好的耐熱性。

同時(shí)，聚合物主鏈中的芳醚結(jié)構(gòu)是其內(nèi)旋能顯著降低，改善了溶解性和加工性能，由于主鏈中存在對(duì)位芳環(huán)結(jié)構(gòu)，因此提高了聚合物的耐熱性能。

（2）聚合合成物主鏈中引入一個(gè)體積大的側(cè)基

將大體積側(cè)基(例如鄰苯二甲酰亞胺、叔丁基等)引入到主聚合物鏈中可以有效地降低分子鏈之間的氫鍵合力，破壞聚合物分子鏈之間的堆疊，增加聚合物分子的自由體積，溶劑分子更容易擴(kuò)散到聚合物中，提高溶解度。 同時(shí)，由于其不影響分子鏈結(jié)構(gòu)的剛性，因此保持了聚合物的耐高溫性。

Ahmad BNAIHASHEMI 等在主鏈上合成了兩種具有二苯并呋喃結(jié)構(gòu)的芳綸纖維，引入了體積大、剛性高的萘環(huán)作為取代基，取代基側(cè)基越大，空間位阻越大，聚合物的溶解性越好。

(3)將扭曲的非共面結(jié)構(gòu)引入聚合物主鏈。

引入市場扭曲的非共面條件結(jié)構(gòu)分析可以進(jìn)行有效地通過減小由于聚合物材料分子鏈的緊密堆積，降低知識(shí)分子間作用力，從而得到改善芳綸的耐溫性和溶解性。扭曲非平面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)通常指聯(lián)苯或者聯(lián)萘等芳環(huán)結(jié)構(gòu)。聯(lián)苯和聯(lián)萘的二面角為21°和67.6°。

Yang等人將對(duì)苯二酚與3-三氟甲基-4-氯硝基苯反應(yīng)制得二硝基化合物，最終還原成芳族二胺。 芳二胺與芳二酸縮合得到主鏈上具有聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的芳族聚酰胺纖維。 由于扭曲的非共面結(jié)構(gòu)、柔性醚鍵和三氟甲基的引入，可溶于四氫呋喃的聚合物的溶解度得到改善。

（4）共縮聚

引入中國第三部分單體，使用共縮聚的方式方法可以直接破壞知識(shí)分子鏈的規(guī)整性和剛性，降低相關(guān)分子間作用力，進(jìn)而得到改善其溶解性。通過分析不同的二胺或者二酸單體企業(yè)進(jìn)行共聚，或者學(xué)生使用酰胺以及與其他樹脂的共聚物，例如聚醋酰胺、聚砜酰胺、聚酰胺酰亞胺。